JMH地面气象实时分析图,地面气象观测站图片

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摘 要：

【目的】为了解浙江省梅雨期的降水日变化特征以及气象业务模式对降水的预报能力。【方法】利用2008—2019年期间浙江地面雨量站小时数据和ERA-Interim再分析资料进行分析，同时评估ECMWF在浙江地区梅雨期的预报水平。【结果】结果表明：(1)梅雨期间浙江平均日降水量自西向东递减，浙西地区从05:00—18:00一直维持强降水的特征，平均最大日降水量超过20 mm。(2)浙中、浙北、浙东降水呈双峰型特征，主要降水时段在03:00—11:00和13:00—20:00。浙东北和浙南降水呈单峰型特征，浙东北降水峰值主要在03:00—10:00,但浙南降水峰值主要在14:00—21:00。除浙南外，梅雨期间浙江大部地区夜间至早晨强降水持续时间比午后至傍晚更长。(3)夜间至早晨强降水与低空急流(LLJ)在夜间逐渐加强密切相关。因为夜间至早晨期间，非地转风逐渐加强，使得LLJ增强，而增强的LLJ为浙江地区带来大量暖湿气流，提供不稳定能量，增强辐合上升运动，进而造成早晨降水峰值。午后热力条件可能是午后至傍晚强降水的主要原因。(4)ECMWF基本可以预报出浙江梅雨期间的降水趋势，但夜间至早晨(02:00—11:00)的降水趋势预报优于午后至傍晚(14:00—20:00)。【结论】总体上，ECMWF在夜间至早晨期间更倾向低估强降水，高估弱降水。模式对夜间至早晨的降水预报相对不够稳定，均方根误差大于午后至傍晚。随着预报时间的延长，模式预报能力降低。

关键词：

梅雨;降水日变化;浙江;低空急流;ECMWF;评估;降雨;气候变化;

作者简介：

汪冬冬(1993—),男，工程师，硕士，从事降水日变化及短临天气预报研究。

*涂小萍(1968—),女，正高级工程师，硕士，从事中小尺度天气预报技术研究。

基金：

宁波市公益性计划重点项目(2022S181);

宁波市自然科学基金项目(202003N4192,202003N4193);

浙江省气象局预报员专项项目(2021YBY05);浙江省“海洋与港航气象”创新团队资助;

引用：

汪冬冬, 方艳莹, 申华羽, 等. 浙江省梅雨期降水日变化及 ECMWF 预报能力评估[ J]. 水利水电技术(中英文) , 2023, 54( 7) : 36⁃ 49.

WANG Dongdong, FANG Yanying, SHEN Huayu, et al. Diurnal change of rainfall during Meiyu period in Zhejiang Province and assessment on prediction capacity of ECMWF [ J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2023, 54(7) : 36⁃ 49.

降水日变化(Diurnal cycle of rainfall, DCR)是重要的区域气候特征，它反映了1 d中特定时段发生降雨的规律性。DCR对区域水循环、能量循环、生态环境以及人类活动都有显著影响，也对气候系统有重要的反馈作用。梅雨是指每年6—7月在长江中下游沿着长江流域的东西向静止锋强雨带，期间常会出现连阴雨天气，雨量充沛。浙江省位于我国长江中下游沿海地区(见图1),每年6—7月进入梅雨期，经常出现连续性降雨。浙江梅雨期降水约占据整个夏季降水量的一半。

图1 浙江省地形和雨量站位置

近年来一些研究表明，梅雨降水会呈现出独特的日变化特征，即早晨峰值和午后峰值。许多学者研究了梅雨DCR的成因，CHEN等指出区域的气候环境特征并不能充分解释夜间的持续性降水，而这更可能与大尺度系统性天气有关。季风系统中特别是西南低空急流(low-level jet, LLJ)是造成长江中下游地区持续性降水的重要因素。因为LLJ不仅能输送大量的暖湿气流，为长江中下游地区降水提供充足的水汽条件，而且LLJ具有很强的风切变，会形成风剪切不稳定。梅雨期间，一些LLJ常呈现出明显的日变化特征，它们经常在夜间风速达到最大，造成夜间强降水的发生。LLJ的日变化特征可能是由于非地转风在夜间加强，并在BLACKADAR惯性震荡理论下顺时针偏转。倾斜地形下热力差异的发生造成了气压梯度力的变化也是LLJ出现日变化的重要原因。因此在地形较为复杂的东亚地区，LLJ的日变化将会呈现出明显的区域特征。XUE等指出在梅雨期间西南季风盛行时，LLJ在夜间加强，其所增加的水汽通量将为早晨峰值降水提供先决条件。梅雨期间午后经常呈现出短时强降水，主要由太阳辐射加热导致局地热力不稳定而形成的。对于DCR的研究，从数据资料研究上主要分为两类，一类是利用高时空分辨率的卫星资料分析，例如TRMM资料、CMORPH资料和GPM资料等；另一类是地面气象观测站的降雨资料分析。卫星资料可以覆盖观测站观测不到的地区，但它相对于地面观测站，经常会低估一些强降水过程， 并且空间分辨率相对较低。

数值预报模式已成为业务人员制作天气预报的主要依据。为了让数值预报产品能够在业务应用中达到最优的预报性能，许多研究者对多种模式在不同地区的预报效果进行了检验评估。研究表明，数值预报能力随着降水等级的增加而减弱，到暴雨级别，模式预报能力降至最低。例如，刘静等分别评估了ECMWF、JMA、安徽省气象台业务模式MM5和WRF在2011—2012年汛期的预报能力，结果表明ECMWF预报效果最好，但4个模式的预报能力都随着降水等级的增加而下降。徐同等评估WMS-WARMS V2.0模式在我国西南地区降水预报性能，结果表明秋冬季节，该模式对大雨以上量级预报相对偏低。另外，一些研究表明，模式的预报效果一般随着预报时效的延长而降低;模式对不同强度的降水过程预报也有明显差异，它们容易低估强降水过程。

不同地区DCR是不同的，然而目前关于浙江梅雨期的DCR特征研究较少，本文将重点分析浙江地区梅雨期的DCR特征，分析其物理机制，便于更好地预报浙江梅雨期降水。由于ECMWF预报产品在当前业务预报中使用广泛,因此选取2015—2018年ECMWF降水预报产品对浙江地区梅雨期DCR进行客观评估，重点评估ECMWF对夜间至早晨降水和午后至傍晚降水预报的差异，以期了解当前业务数值预报模式对于梅雨降水的预报能力及关键偏差，为提升数值预报产品的应用能力和数值模式的改进提供有益参考。

1.1 研究数据

本次研究利用2008—2019年梅雨期间浙江地区地面自动站逐小时降水资料(见图1)分析浙江省梅雨期DCR特征，数据来源于浙江省气象信息中心。研究时段为浙江各年的入梅日至出梅日的前一天(见表1)。同时，使用2008—2019年欧洲中心再分析资料(ERA-Interim),分析浙江省梅雨期间DCR的物理机制。该资料的时空分辨率分别为6 h和0.25°×0.25°,垂直方向共有17层，750～1 000 hPa, 间隔25 hPa; 500～750 hPa, 间隔50 hPa; 还有200 hPa。

为了解当前业务模式对浙江梅雨的预报水平，本次研究选取2015—2018年ECMWF在浙江地区梅雨期的降水预报产品进行评估。ECMWF在一天预报两次，分别在08:00(北京时间，下同)起报和20:00起报。该产品空间分辨率为0.125°×0.125°,时间分辨率为3 h累积降水，预报时效72 h, 产品数据来源于浙江省气象信息中心。

1.2 研究方法

对自动站资料进行质量控制，超过0～150 mm/h区间认为是无效数据，将其剔除。2008—2019年浙江省雨量站每年都有新增，期间共有1 100～2 900个站点参与分析。梅雨期间如果有热带低压或台风影响，则影响期间不参与分析。通过上述处理后，为便于统计分析降水空间分布和日变化特征，利用NCL(V6.6.2)中Cressman插值方法对站点数据进行插值得到5 km×5 km的网格数据。Cressman插值方法会产生一定的误差，本次研究暂不考虑这种误差。图2(a)表示2008—2019年浙江省梅雨期间日平均雨量。根据日平均雨量的空间分布特征，并结合浙江省地理空间特点，将浙江省分成6个区域(见图2),即浙西、浙中、浙北、浙东、浙南、浙东北，分别统计这6个区域的DCR特征。本文中所划分的6个区域可能与日常业务预报中所提的有所差异，这里不做深入讨论。基于ERA-Interim再分析资料，利用合成分析方法,从梅雨期形势场特征、LLJ和水汽日变化等方面初步分析浙江地区梅雨期的DCR成因。

图2 浙江省2008—2019年梅雨期间平均每日降水量与平均经向-时间的雨强变化

以地面雨量站小时降水数据为基准，利用客观评估方法对ECMWF降水预报产品进行综合评估：平均偏差(Mean Bias, MB)、相关系数(Correlation Coefficient, CC)、均方根误差(Root-Mean-Squared Error, RMSE)。为便于客观评估，再次利用Cressman插值方法将地面雨量站数据插值成0.125°×0.125°的网格数据，经纬度信息与ECMWF降水预报产品匹配。将雨量站的小时数据按3 h累加，使雨量站数据时间与ECMWF的降水预报产品对应，最后得到02:00、05:00、08:00、11:00、14:00、17:00、20:00、23:00的雨量站3 h累积降水数据。本次研究中，只对浙江各个区域的面雨量(即各区域格点数据的均值)做统计分析。较多研究已经表明，随着预报时效延长，模式预报效果逐渐变差,因此，本次研究评估时效为48 h, 主要评估梅雨期ECMWF对浙江DCR的预报水平。

2.1 浙江梅雨期概况

表1给出2008—2019年期间浙江省入梅日、出梅日和梅雨期。可见2015年梅雨持续时间最长，达到35 d, 2012年最短仅12 d。近12年来平均入梅日6月12日，出梅日7月6日，平均梅雨期24 d。如图2(a)所示，日平均梅雨量自西向东逐渐减少。较强雨带位于在浙西和浙中地区，其中最大位于浙西的衢州和杭州的淳安一带，如图2(a)虚线框区域所示，日平均雨量约22 mm, 其次是浙中地区，日平均雨量13～15 mm。浙北日平均雨量接近13～14 mm, 略高于浙东地区10～13 mm。浙南和浙东北在梅雨期间降水量最低，分别约10 mm和9 mm。浙江沿海地区的日平均梅雨量比内陆偏低。分析图2(a)还可以发现，浙江地区梅雨期间平均日降水量也呈现中间高，南北低的特征。从图2(b)可以看出，在119°E以西，04:00—18:00持续0.7 mm/h以上的雨强，即后半夜至傍晚梅雨强度较大，并自西向东逐渐减小，且逐渐表现出双峰型特征。峰值出现的时间有滞后趋势，在119°E附近分别在07:00和15:00前后出现双峰值[见图2(b)],而在120°E附近，雨强峰值则分别出现在08:00和16:00前后，表现出小时雨强自西向东移动的特征。分析还发现，后半夜至上午的降水持续时间比午后至傍晚的长，前者最长持续约9 h(02:00—11:00),后者持续最长约6 h(14:00—20:00),但午后至傍晚的雨强强于夜间至早晨[见图2(b)]。另外，121.8°E以东的浙江沿海和海岛地区，梅雨日变化表现出单峰型特征，雨强峰值主要发生在05:00—09:00[见图2(b)],可能与海陆下垫面差异、海陆风等影响有关，尚待进一步的研究。

图3给出了浙江省6块区域的梅雨期平均DCR。分析图3可见，浙江梅雨期DCR可分为4类：浙西；浙中、浙东、浙北；浙东北；浙南。梅雨期间浙西地区从后半夜起，即01:00,雨强逐渐增强，直到07:00达到峰值约0.88 mm/h, 之后稍有减弱，而在12:00左右又略有增强，14:00左右达到第二峰值约0.82 mm/h, 14:00过后，雨强持续减弱，直到上半夜雨强减至最低。浙西地区从05:00—18:00(清晨至傍晚)雨强虽有起伏，但总体维持强降雨的特征。与浙西梅雨期早晨到傍晚持续强降水不同，浙中和浙东梅雨日变化特征表现更为显著。图3中可见，03:00起浙中和浙东雨强逐渐加强，在08:00附近达到峰值0.74 mm/h和0.59 mm/h, 之后逐渐减弱，但13:00左右又逐渐增强，分别在16:00达到峰值0.65 mm/h, 17:00达到峰值0.64 mm/h, 之后雨强持续减小。可见浙中和浙东梅雨雨强呈双峰型特征，峰值大约出现在08:00和16:00—17:00。浙北也呈现出类似于浙中和浙东的双峰型特征，但在05:00—16:00雨强变化程度略小于浙中和浙东，该时段浙北雨强维持在0.6 mm/h左右。从雨强持续时间上看，浙中、浙东、浙北后半夜至上午03:00—11:00的雨强持续时间长于午后到傍晚13:00—20:00的时间。

图3 浙江省2008—2019年梅雨期间各区域 平均DCR(北京时间)

浙江省海岛数量在全国第一,因此将浙东北的DCR特征单独讨论，由图3可见：浙东北地区呈现单峰型的特征，其雨量主要集中在后半夜至上午03:00—10:00,并在06:00附近达到峰值约0.58 mm/h。浙东北强降雨持续时间比浙中、浙东、浙北更短。另外，浙东北地区在19:00—21:00也出现了短暂降水增强的特征，但是由于雨强总体较小，不考虑该时段属于降雨峰值(见图3)。浙南地区雨强呈现单峰型特征，强降雨主要集中在午后至晚上，即14:00—21:00,峰值在17:00附近约0.7 mm/h(见图3)。浙南地区夜间至上午的雨强虽然也有增强的趋势，但09:00的峰值仅0.39 mm/h, 明显弱于午后至晚上，说明浙南地区热力作用导致对流性降水对梅雨量的影响较其他地区明显。从小时雨强大小上来看，后半夜至上午，浙西>浙中>浙北>浙东>浙东北>浙南，而午后至傍晚，浙西>浙中>浙南>浙东>浙北>浙东北。

2.2 浙江梅雨期天气形势

利用2008—2019年浙江省梅雨期间08:00的ERA-interim再分析资料500 hPa平均高度场，700～850 hPa的平均温度场、850 hPa平均相对湿度场和平均风场来表示梅雨期间的形势特征(见图4)。图4中可以看出梅雨期间，在贝加尔湖和蒙古地区有一个长波脊发展并长久维持，这起到了阻塞作用。在高压脊的东部，即我国东北地区也有一个强大的冷涡存在。在这种形势下，脊前槽后的西北气流为梅雨期间降水提供了冷空气条件。而在我国南部有副热带高压西伸至我国台湾地区(见图4),此时东亚西南季风已经爆发，西南季风将为浙江地区提供大量的水汽条件。从700～850 hPa平均温度场和850 hPa平均湿度场和平均风场上可见，我国南方正盛行西南暖湿气流，而北方是干冷的偏北风。浙江北部低层有着很强的湿度梯度存在，这与前人的结论一致。总体来看，我国南方稳定的西南暖湿气流与北方南下的冷空气交汇于浙江一带，形成范围大持续时间长的梅汛期降水。

图4 2008—2019年浙江省梅雨期间500 hPa平均高度场(Z500),700～850 hPa 平均温度场(T700～850),850 hPa平均相对湿度场(RH850)和平均风场(UV850) (08:00,北京时间)

黑色等值线表示500hPa位势高度(gpm),其中5 880 gpm用黑色加粗等值线表示； 填色表示相对湿度(%);紫红色虚线表示温度(K)

3.1 梅雨期低空急流日变化特征

DING指出，梅雨期降水与LLJ的相关性较高，还有研究表明夜间暴雨比白天暴雨更依赖于LLJ。在东亚梅雨季节，LLJ是梅雨期强降水最重要的因子。因此，本节主要分析浙江梅雨期DCR特征与LLJ的关系。定义850 hPa大于或等于12 m·s-1的风速为LLJ。利用ERA-Interim再分析资料，合成分析浙江梅雨期850 hPa上02:00、08:00、14:00、20:00的平均风场，如图5(a)—(d)所示。图5中可以看出，在夜间至清晨02:00和08:00浙江地区有LLJ形成，而在下午至傍晚14:00和20:00 LLJ减弱或消失，表明LLJ易在夜间加强，在午后减弱，呈现出明显的日变化特征，与前人研究结论类似。

图5 2008—2019年梅雨期合成的水平风、地转风和非地转风在850 hPa上的日变化(短风杆和长风杆分表表示 2 m/s和4 m/s, 红色风羽表示风速大于或等于12 m/s)

一般认为实际风是地转风和非地转风的综合表现。地转风是气压梯度力和科氏力的平衡，非地转风是实际风和地转风的差异，表示气压梯度力和科氏力的非平衡部分，非地转风可以表示为实际风和地转风的差值。地转风和非地转风的计算公式如下

式中，Ug和Vg分别为x和y方向的地转风；f=2Ωsinϕ表示科氏参数，Ω为角速度，Ω=7.292×10-5 rad·s-1,φ为位势；V和Vg分别为实际风和地转风。

浙江梅雨期对应各时次的地转风如图5(e)—(h)所示，可以看出地转风日变化特征不明显，基本是西南风，并且在内陆地区也尚未形成LLJ。图5(i)—(l)表示对应各时次的非地转风。可见在浙江30°N以南地区，非地转风方向在20:00表现偏东风[见图5(l)],在02:00表现东南到南风[见图5(i)],在08:00表现偏南风[见图5(j)],在14:00表现南到东南风[见图5(k)]。可见非地转风在夜间由偏东转向偏南，呈现出顺时针旋转，而到了白天逐渐向逆时针偏转，由偏南风转向东南，这与前人的非地转风的惯性震荡理论是基本一致。图5(a)—(d)中还可见，02:00和08:00风速强于14:00和20:00。主要的原因可能是白天气温升高，边界层较高，湍流混合程度高，摩擦力加强，非地转风风速减弱。日落之后，边界层降低，湍流混合程度弱，摩擦力减弱，非地转风风速加强。所以，浙江地区梅雨期间，夜间更容易受到非地转风的影响。在30°N以南区域LLJ在夜间加强，白天逐渐减弱。LLJ的加强有利于为浙江地区带来水汽条件和不稳定能量条件，利于夜间降水的发生。同时在30°N以北附近地区，夜间形成偏北方向的非地转风，这造成30°N以北附近地区的实际风速减弱，在夜间形成风速辐合场，也利于夜间降水的发生[见图5(i)和(j)]。

3.2 梅雨期水汽条件日变化特征

浙江梅雨期间副高已西伸至我国台湾地区，此时副高西侧的西南气流盛行，低层水汽条件十分充沛，其与冷空气交汇后容易出现明显降水(见图4)。图6为1 000～700 hPa的垂直水汽通量积分，可看出垂直水汽通量积分也有明显的日变化特征，其中夜间至早晨明显强于午后至傍晚，与LLJ的日变化特征基本一致。夜间至早晨，由于LLJ的加强，低纬地区的大量暖湿气流被输送到浙江地区，造成了该地区水汽增多，并且早晨的水汽通量积分多于夜间,其中浙西地区早晨的水汽通量积分甚至超过了180 kg·m-1· s-1。与此相对应，早晨的雨强达到峰值，并且浙西地区的雨强也是最强的。午后随着LLJ逐渐减弱，水汽输送通量也逐渐减弱。午后至傍晚的最大雨强一般在16:00前后，20:00前后雨强一般明显减弱。其原因可能与午后热力条件的加强有关。值得注意的是，虽然浙江沿海地区水汽更多并且沿海海面摩擦力更小(见图6),LLJ更强(见图5),然而梅雨期间沿海地区的降水量却明显低于浙西和浙中地区，这可能与梅雨期低空风辐合有关。

图6 2008—2019年梅雨期1 000～700 hPa合成的垂直水汽通量积分

与水汽通量积分类似，风场散度也有着类似的日变化特征(见图7)。夜间至早晨风场辐合加强，浙西和浙东地区在08:00散度达到了-3×10-5 s-1,水汽也聚集在浙江中西部，这也造成了夜间至早晨的降水加强。午后至傍晚风场辐合程度减弱，但由于午后热力条件加强，也出现了降水峰值。图8为850～700 hPa平均垂直风速的日变化特征。由于在夜间至早晨LLJ的加强，水平风场辐合，尤其是在浙江中西部地区。因此，浙江地区也出现了垂直向上的风速，并且在夜间逐渐加强，到了早晨达到最大，浙江中西部地区超过0.4 Pa·s-1,这也与浙江中西部地区早晨强降水相对应。而到了午后，向上垂直风速逐渐减弱，到了傍晚降至最低，部分地区甚至出现了向下的垂直风速。午后LLJ的减弱造成了风场辐合减弱，进而也减弱了垂直风速，但是午后经常出现降水峰值。因此，热力条件可能是午后强降水发生的主导因素。

图7 2008—2019年梅雨期850 hPa合成的风场散度

图8 2008—2019年梅雨期850～700 hPa合成的垂直风速

如前所述，浙江梅雨期不同区域DCR并不相同，但总体上有两个主要降水时段，分别为夜间至早晨(03:00—11:00)和午后至傍晚(13:00—20:00)。选用2015—2018年ECMWF数值模式对浙江省梅雨期降水的预报能力进行评估。由于ECMWF降水预报产品的分辨率为3 h累计降水，因此评估时段选为02:00—11:00和14:00—20:00。统计分析时剔除梅雨期间热带低压和台风的影响，各有样本132个。图9和图10分别为梅雨期间夜间至早晨(02:00—11:00)和午后至傍晚(14:00—20:00)时段各区域面雨量的实况和预报。由于雨量大小不同，图9和图10的纵坐标采用了不同的刻度值。ECMWF基本可以预报出各区域的降水趋势。夜间至早晨期间，各区域中预报效果最好的是浙南地区[见图9(e)],然而对于各区域的强降水，ECMWF基本会低估，对于弱降水，ECMWF有时会高估(见图9)。例如，在样本90—100附近，除浙南外，其它地区实况是中到大雨，但预报却是小雨量级[见图9(a)—(d)]。在样本78附近，除浙南外，其它地区实况是小雨，ECMWF却报出了中到大雨甚至暴雨[见图9(a)—(d)]。随着预报时效的推移，预报效果也越来越差(见图9),这些结论与前人研究类似。对于午后至傍晚，各区域实况面雨量明显较夜间至早晨小(见图9)。这可能是午后至傍晚分散性对流降水较多，并且持续时间较夜间至早晨更短，造成午后至傍晚的面雨量较少。图10可见，相对于夜间至早晨，ECMWF对午后至傍晚预报的面雨量降水似乎与实况更接近。

图9 2015—2018年梅雨期观测和ECMWF预报夜间至早晨02:00—11:00(北京时间)的面雨量

图10 同图9,时段为午后至傍晚14:00—20:00(北京时间)

为了更加细致的评估ECMWF在梅雨期间对浙江地区的预报能力，分别对12 h、24 h、36 h、48 h的降水预报产品进行统计分析，得出了R、MB和RMSE评估指标。分析R可见，夜间至早晨期间，ECMWF预报有较大的地区差异，浙北地区R较低，12 h和24 h分别是0.48和0.35,此后进一步降低。相对于浙北地区，其它地区中ECMWF 24 h内均表现出较好的预报能力，36 h和48 h预报能力稍有下降。其中浙南地区12 h和24 h预报的R分别达到0.7和0.72,之后略有下降，但48 h内R均高于0.63。浙西， 浙中和浙东地区的R稍低于浙南，但12 h和24 h都在0.6左右，48 h内仍高于0.50。午后至傍晚期间，ECMWF对各地区预报的R基本低于0.51(除预报24 h, 浙西地区R为0.59和浙南地区R为0.58),明显低于夜间至早晨。可见在浙江地区梅雨期间，ECMWF对夜间至早晨时段的降水趋势预报比午后至傍晚更准确。另外，预报24 h的R有时比预报12 h更高(见表2和表3),这种现象在午后至傍晚时段更加显著(见表3)。从平均偏差上来看，夜间至早晨期间，ECMWF对浙西和浙中地区的预报更容易低估(见表2),而浙北、浙东和浙南地区ECMWF预报基本高估(除浙东和浙南的12 h预报)。这可能是由于夜间至早晨期间浙西和浙中地区的降水强度较其他地区更强，而ECMWF倾向低估强降水，高估弱降水。

另一方面，ECMWF对午后至傍晚时段预报的面雨量降水全部低估(见表3),低估较多的地区是浙西、浙中和浙南，表明ECMWF可能容易低估由热力条件主导的降水过程。从预报时效上看，ECMWF对前24 h的预报平均偏差总体上优于36 h和48 h。但在24 h预报时效内，一些地区会出现24 h比12 h预报平均偏差更优的现象，比如夜间至早晨的浙中地区和午后至傍晚的浙东地区(见表2)。从RMSE上看，夜间至早晨期间RMSE较大。除浙南预报相对稳定(RMSE约等于4 mm)外，其它地区的均方根误差都大于8(见表2),说明ECMWF对夜间至早晨期间预报不够稳定。相对而言，午后至傍晚的RMSE都在5.3 mm左右(见表3),说明对午后至傍晚期间降水ECMWF预报的离散程度更小。这可能是夜间至早晨的中到大雨甚至暴雨的次数多余午后至傍晚，而ECMWF更容易低估雨量较大的情况，导致夜间至早晨的RMSE更大。从预报时效上看，ECMWF对前24 h预报的RMSE总体上小于36 h和48 h, 表明预报时效越短，ECMWF预报越稳定。

对2008—2019年浙江省梅雨期间DCR展开研究。根据地面雨量站逐小时降水资料分析DCR特征，并根据梅雨期平均日降水量和地形特点将浙江省划分成6个区域(浙西、浙中、浙北、浙东、浙南、浙东北),对浙江省梅雨期DCR深入分析。利用ERA-Interim再分析资料，探讨了浙江省梅雨期DCR的成因，重点分析了浙江省梅雨期间形势场特征以及LLJ日变化与梅雨DCR的关系，对梅雨期DCR的成因有了初步的认识。根据浙江省梅雨期DCR特征，分别评估了ECMWF在浙江夜间至早晨(02:00—11:00)和午后至傍晚(14:00—20:00)的预报能力。研究结果总结如下。

(1)浙江省每年梅雨日平均持续24 d。梅雨期间，日平均降水量自西向东逐渐递减，其中浙西地区最大日降水量超过20 mm, 其次是浙中地区，日平均降水量13～15 mm, 而浙东北地区日平均降水量仅有9 mm左右。从经向上看，日平均降水量呈现出中间高、南北低的特征。

(2)浙西地区从夜间01:00开始雨强逐渐增强，并在05:00—18:00维持强降雨特征。浙中、浙东的DCR双峰型特征明显，即夜间至早晨和午后至傍晚的雨量较大。浙北的DCR跟浙中、浙东类似，但浙北的DCR程度比浙中、浙东略小。浙东北呈现单峰型特征，雨量主要集中在03:00—10:00。浙南也呈现出单峰型特征，但雨量主要集中在14:00—21:00,其中17:00达到峰值。从量级上来看，夜间至早晨，浙西>浙中>浙北>浙东>浙东北>浙南。午后至傍晚，浙西>浙中>浙南>浙东>浙北>浙东北。

(3)浙江梅雨期间的DCR特征可能与LLJ的日变化密切相关。夜间湍流混合程度减弱，造成非地转风在夜间至早晨顺转和加强，这进一步促进了LLJ增强。增强的LLJ又造成低层低纬地区大量的暖湿气流被输送到浙江地区，进而导致梅雨期间夜间至早晨出现较强降水。另外，午后至傍晚也经常出现降水峰值，这可能与午后热力条件有关。

(4)总体上，ECMWF基本可以预报出梅雨降水趋势，对夜间至早晨(02:00—11:00)降水趋势的预报比午后至傍晚(14:00—20:00)更好。夜间至早晨期间，除浙北地区外，ECMWF对浙江地区在预报24 h内的R达到0.6左右，但对浙江各区域容易低估强降水，高估弱降水。午后至傍晚期间，ECMWF对浙江地区预报的R基本低于0.51,并且对浙江所有区域的降水都出现了低估。这可能是ECMWF难以预报由热力条件主导的降水过程。ECMWF对夜间至早晨的降水预报相对不稳定，RMSE大于午后至傍晚。随着预报时效的延长，ECMWF的对浙江地区梅雨降水预报能力逐渐下降。

本文主要利用2008—2019年浙江省地面自动站逐小时降水数据分析了浙江地区近12年梅雨期间的DCR特征。通过ERA-Interim再分析资料，从LLJ日变化的角度初步揭示了浙江梅雨期间DCR的成因。针对各区域DCR特征，评估了ECMWF的预报能力。然而本次研究期间仍有许多方面需要继续改进和深入研究，比如：(1)ERA-Interim资料时空分辨率还不够高，无法得到更加细致的LLJ日变化特征。加入风廓线雷达数据等资料是否可以细致理解LLJ日变化与梅雨期DCR的关系。(2)浙江经济发达，人口众多，近年来城市规模越来越大，城市热岛效应是否会影响DCR也非常值得研究。(3)浙江是丘陵地区，尤其浙西海拔较高，浙西地区在梅雨期间的降水量也最大，本次研究未讨论复杂地形对DCR的影响。(4)本文主要分析了夜间至早晨的降水成因，而对于午后至傍晚的强降水没有过多阐述。因此，后续研究中，利用数值模拟再现梅雨期DCR和传播过程，定量分析复杂地形、热动力过程以及城市化在降水过程中的具体作用，进而更详细地分析浙江梅雨期DCR的物理过程和动力机制。另外，本次研究所用的评估方法较为初步，只评估各个区域的面雨量，得到的结论可能较为粗浅。同时，本文只评估了ECMWF在浙江地区的预报能力，其它地区的预报效果如何也待研究。除ECMWF外，国内外也有其它业务预报模式，如NCEP、CMA、JMA等。后续研究中将改进评估方法，对比评估ECMWF和其它模式在天气预报中的表现。

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